机械能和能源课件.ppt
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- 机械能 能源 课件
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1、第六讲第六讲周璐复习系列课件周璐复习系列课件机械能和能源机械能和能源.机械能和能源机械能和能源功功能能功能功能关系关系功:功:W=FScosW=FScos(只适用恒力的功)(只适用恒力的功)功率功率:动能:动能:221mvEk势能:势能:mghEp动能定理:动能定理:2022121mvmvWt合机械能守恒定律:机械能守恒定律:2222112121mvmghmvmghcosFvtWP功是能量转化的量度功是能量转化的量度W=E212Ekx弹21EE+E2mvmghkp机械能:.要点要点疑点疑点考点考点一、功能关系一、功能关系 1.1.功是能量转化的量度,做功的过程总是伴随功是能量转化的量度,做功的
2、过程总是伴随着能量的转化,且做了多少功,就有多少能量发着能量的转化,且做了多少功,就有多少能量发生转化生转化.W=E 2.2.在能的转移或转化过程中,总能量守恒:在能的转移或转化过程中,总能量守恒:(1)(1)某种形式的能减少,一定有等量的其他形某种形式的能减少,一定有等量的其他形式的能增加式的能增加 (2)(2)某物体的能量减少,一定等于其他物体的某物体的能量减少,一定等于其他物体的能量的增加能量的增加.二、摩擦力做功的特点二、摩擦力做功的特点 (1)(1)静摩擦力做功的特点静摩擦力做功的特点.静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功以不做功.在静
3、摩擦力做功的过程中,有机械能的相互在静摩擦力做功的过程中,有机械能的相互转移转移(静摩擦力起着传递机械能的作用静摩擦力起着传递机械能的作用),而没有,而没有机械能转化为其他形式的能机械能转化为其他形式的能.相互摩擦的系统内,一对静摩擦力所做的总相互摩擦的系统内,一对静摩擦力所做的总功等于功等于0.0.要点要点疑点疑点考点考点.(2)(2)滑动摩擦力做功的特点滑动摩擦力做功的特点.滑动摩擦力可以对物体做正功,也可以对物体滑动摩擦力可以对物体做正功,也可以对物体做负功,还可以不做功做负功,还可以不做功(比如木块在固定的桌面上比如木块在固定的桌面上运动时,滑动摩擦力对桌子就不做功运动时,滑动摩擦力对
4、桌子就不做功).).滑动摩擦力做功的过程中,能量的变化有两种滑动摩擦力做功的过程中,能量的变化有两种情况:一是相互摩擦的物体之间有部分机械能的转情况:一是相互摩擦的物体之间有部分机械能的转移;二是有部分机械能转化为内能移;二是有部分机械能转化为内能.要点要点疑点疑点考点考点.一对滑动摩擦力对系统做的总功一对滑动摩擦力对系统做的总功(或称净功或称净功)总是总是负值,其绝对值等于滑动摩擦力负值,其绝对值等于滑动摩擦力f f与相对位移与相对位移s s相相的的乘积乘积(与参照物的选取无关,其中某个摩擦力做功与参照物的选取无关,其中某个摩擦力做功的大小与参照物的选取有关的大小与参照物的选取有关),恰等于
5、系统损失的,恰等于系统损失的机械能,亦即等于转化成的内能,可写成机械能,亦即等于转化成的内能,可写成:fsfs相相=Q(s=Q(s为相对路程)为相对路程)要点要点疑点疑点考点考点 思考思考1:重力、电场力做功与能量有何种关系?重力、电场力做功与能量有何种关系?合外力呢?合外力呢?思考思考2:作用力与反作用力做功有何种关系?与作用力与反作用力做功有何种关系?与能量呢?能量呢?.三、用动量和能量关系解决综合题三、用动量和能量关系解决综合题 (1)(1)对单个物体,可用牛顿第二定律及动能定对单个物体,可用牛顿第二定律及动能定理求解理求解.(2)(2)研究对象是两个研究对象是两个(或两个以上或两个以上
6、)相互作用的相互作用的物体物体(特别是不要计算相互作用的内力时特别是不要计算相互作用的内力时),优先考,优先考虑两个守恒定律,涉及相对距离虑两个守恒定律,涉及相对距离(或路程或路程)时宜先考时宜先考虑能量守恒定律虑能量守恒定律.要点要点疑点疑点考点考点.课课 前前 热热 身身1.1.关于功和能的下列说法中,不正确的是关于功和能的下列说法中,不正确的是()()A.A.能是物体具有做功的本领能是物体具有做功的本领 B.B.功是能量转化的量度功是能量转化的量度 C.C.功是过程量,能也是过程量功是过程量,能也是过程量 D.D.功和能具有相同的单位,它们的意义完全相同功和能具有相同的单位,它们的意义完
7、全相同CD.2.2.一个系统内只有重力对物体做正功,必然有一个系统内只有重力对物体做正功,必然有()()A.A.物体的重力势能增加物体的重力势能增加 B.B.物体的动能增大物体的动能增大 C.C.物体的机械能保持不变物体的机械能保持不变 D.D.物体的机械能增加物体的机械能增加BC课课 前前 热热 身身.A小球向左摆动时,小车向右运动,且系小球向左摆动时,小车向右运动,且系统动量守恒统动量守恒 B小球向左摆动时,小车向右运动,系统小球向左摆动时,小车向右运动,系统动量不守恒动量不守恒 C小球向左摆到最高点,小球的速度为零小球向左摆到最高点,小球的速度为零而小车速度不为零而小车速度不为零 D小球
8、摆动过程中,系统的机械能守恒小球摆动过程中,系统的机械能守恒3、如图所示,小车放在光滑的水平面、如图所示,小车放在光滑的水平面上,将系绳小球拉开到一定的角度,然上,将系绳小球拉开到一定的角度,然后同时放开小球和小车,那么在以后的后同时放开小球和小车,那么在以后的过程中过程中 ()课课 前前 热热 身身BD.4.4.起重机在把质量为起重机在把质量为m m的物体以加速度的物体以加速度a a匀加速提升匀加速提升H H高度的过程中,绳的拉力高度的过程中,绳的拉力做功为(做功为(),物体克服重力),物体克服重力做功为(做功为().课课 前前 热热 身身m(g+a)HmgH.5.5.在在25m25m高的塔
9、顶,将质量为高的塔顶,将质量为1kg1kg的小球的小球以以20m/s20m/s的速度水平抛出,不计空气阻力,的速度水平抛出,不计空气阻力,则在开始下落至将要到达地面的过程中,则在开始下落至将要到达地面的过程中,小球的动能增加了(小球的动能增加了(),机械能增),机械能增加了(加了().(g.(g取取10m/s10m/s2 2)课课 前前 热热 身身250J0J.6.6.质量为质量为4.0kg4.0kg的物体的物体A A静止在水平桌面上,另一静止在水平桌面上,另一个质量为个质量为2.0kg2.0kg的物体的物体B B以以5.0m/s5.0m/s的水平速度与物的水平速度与物体体A A相撞,碰撞后物
10、体相撞,碰撞后物体B B以以1.0m/s1.0m/s的速度反向弹回,的速度反向弹回,相撞过程中损失的机械能为(相撞过程中损失的机械能为()J.J.课课 前前 热热 身身6.7、如图所示,物体沿斜面向上运动经过、如图所示,物体沿斜面向上运动经过A点点时具有动能时具有动能100J,当它向上滑到,当它向上滑到B点时动能减少点时动能减少了了80J,机械能损失了,机械能损失了20J,物体回到,物体回到A点时动能点时动能为为_J 50 课课 前前 热热 身身.能力能力思维思维方法方法【例例1 1】一块质量为一块质量为m m的木块放在水平地面的木块放在水平地面上,用一根弹簧连着木块,如图所示上,用一根弹簧连
11、着木块,如图所示.用用恒力恒力F F拉弹簧,使木块离开地面,如果力拉弹簧,使木块离开地面,如果力F F的作用点向上移动的距离为的作用点向上移动的距离为h h,则,则()()A.A.木块的重力势能增加了木块的重力势能增加了FhFhB.B.木块的机械能增加了木块的机械能增加了FhFhC.C.拉力拉力F F所做的功为所做的功为FhFhD.D.木块的动能增加了木块的动能增加了FhFhC.【解析解析】在力在力F F的作用点上升的作用点上升h h的过程中,力的过程中,力F F所做的功为所做的功为F Fh h,故,故C C正确正确.对于木块来说动能增对于木块来说动能增加,重力势能也增加,弹簧的弹性势能也增加
12、加,重力势能也增加,弹簧的弹性势能也增加.根据功能关系,拉力根据功能关系,拉力F F做的功等于弹簧的弹性势做的功等于弹簧的弹性势能增加与物体能增加与物体(木块木块)重力势能、动能增加的总和,重力势能、动能增加的总和,故故A A、B B、D D均不正确均不正确.能力能力思维思维方法方法.AB【例例2】质量均为质量均为m的两个球的两个球A、B之间用一轻弹簧之间用一轻弹簧连接,置于光滑水平地板上,如图,现连接,置于光滑水平地板上,如图,现A被水平射被水平射来的子弹击中,且子弹嵌入来的子弹击中,且子弹嵌入A球没有穿出,若子弹球没有穿出,若子弹质量为质量为A球质量的球质量的0.1倍,子弹速度为倍,子弹速
13、度为v0,则在相互,则在相互作用过程中损失的机械能为作用过程中损失的机械能为_。能力能力思维思维方法方法思考思考:你能求出这全过程中的最大弹性势能吗你能求出这全过程中的最大弹性势能吗?.【例例3 3】左端固定一长为左端固定一长为l l的轻弹簧,且质量为的轻弹簧,且质量为M M的的小车静止在光滑水平面上,其右端有一质量为小车静止在光滑水平面上,其右端有一质量为m m的小的小铜块以速度铜块以速度v v0 0向左运动,并与弹簧相碰,而后恰好向左运动,并与弹簧相碰,而后恰好停在小车右端停在小车右端(没与右壁作用没与右壁作用).).如图所示,求铜块与如图所示,求铜块与弹簧作用过程中弹簧获得的最大弹性势能
14、弹簧作用过程中弹簧获得的最大弹性势能.能力能力思维思维方法方法.【解析解析】铜铜块将弹簧压缩到最短过程中铜块与小车块将弹簧压缩到最短过程中铜块与小车具有相同速度具有相同速度v v,由动量守恒得,由动量守恒得:mv:mv0 0=(m+M)v=(m+M)v 从开始向左运动到弹簧压缩到最短的过程中,克从开始向左运动到弹簧压缩到最短的过程中,克服阻力做功设为服阻力做功设为W Wf f,弹簧获得的最大弹性势能为,弹簧获得的最大弹性势能为E Epmpm,由由 能量守恒得能量守恒得1/2mv1/2mv2 20 0-W-Wf f=1/2(m+M)v=1/2(m+M)v2 2+E+Epmpm.后来铜块回到右端过
15、程中,动量守恒、能量守恒后来铜块回到右端过程中,动量守恒、能量守恒 (m+M)v=(m+M)v(m+M)v=(m+M)v 1/2(m+M)v 1/2(m+M)v2 2+Epm-W+Epm-Wf f=1/2(m+M)v=1/2(m+M)v2 2得得:W:Wf f=E=Epmpm=m(Mv=m(Mv2 20 0)/4(m+M)/4(m+M)能力能力思维思维方法方法思考思考:铜块与小铜块与小车的接触面也光车的接触面也光滑呢滑呢?运动情景运动情景如何如何?.【例例4 4】如图所示,如图所示,ABAB与与CDCD为两个斜面,其上部足为两个斜面,其上部足够长,下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切够长,下部
16、分别与一个光滑的圆弧面的两端相切(OE(OE为整个轨道的对称轴为整个轨道的对称轴).).圆弧的圆心角为圆弧的圆心角为120120,半径半径R=2.0m,R=2.0m,一个物体在离弧底一个物体在离弧底E E高度高度h=3.0mh=3.0m处,以处,以速率速率v v0 0=4.0m/s=4.0m/s沿斜面运动沿斜面运动.若物体与斜面的动摩擦若物体与斜面的动摩擦因数因数=0.02,0.02,求:该物体在求:该物体在ABAB与与CDCD斜面上斜面上(除圆弧部除圆弧部分分)一共能够走多长的路程一共能够走多长的路程.能力能力思维思维方法方法.【解析解析】因为因为mgsin60mgsin60 m mgcos
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